11月26日下午,“襯底、外延及生長(zhǎng)裝備” 分會(huì)如期召開(kāi)。本屆分會(huì)由中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)股份有限公司、蘇州鍇威特半導(dǎo)體股份有限公司、中國(guó)電子科技集團(tuán)第十三研究所、國(guó)家電網(wǎng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司、英諾賽科科技有限公司協(xié)辦。
碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)是重要的第三代半導(dǎo)體材料,在大功率高頻器件中具有重要的應(yīng)用,其材料水平直接決定了器件的性能。會(huì)上,日本國(guó)立材料研究所SPring-8 BL15XU線站站長(zhǎng)、東京工業(yè)大學(xué)兼職教授坂田修身,美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)助理教授鞠光旭,俄羅斯STR Group, Inc.資深研發(fā)工程師Andrey SMIRNOV,鄭州大學(xué)Mussaab I. NIASS,德國(guó)ORCHESTRA總裁Guido COLOMBO,美國(guó)Aymont Technology Inc總裁Larry B. ROWLAND,美國(guó)NAURA-Akrion, Inc.首席技術(shù)官I(mǎi)smail I. KASHKOUSH,廈門(mén)大學(xué)副教授林偉,中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所何亞偉等來(lái)自中外的強(qiáng)勢(shì)力量聯(lián)袂帶來(lái)精彩報(bào)告。北京大學(xué)物理學(xué)院教授、理學(xué)部副主任沈波,山東大學(xué)教授、晶體材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任徐現(xiàn)剛共同主持了本次分會(huì)。
碳化硅材料,具有禁帶寬度大、熱導(dǎo)率高、載流子飽和遷移速度高、臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),在高溫、高頻、抗輻射、大功率和高密度集成電子器件方面有著廣泛的應(yīng)用。SiC單晶具有200多種同質(zhì)多型體,不同的多型體具有不同的物理性能,尤其在半導(dǎo)體特性方面表現(xiàn)出各自的特性。其中,最為常見(jiàn)且生長(zhǎng)技術(shù)較為成熟的是4H-SiC,引起了產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的極大興趣。
廈門(mén)大學(xué)副教授林偉做了題為“單晶4H型碳化硅臺(tái)階生長(zhǎng)機(jī)理”的主題報(bào)告,分享了關(guān)于高質(zhì)量單晶型4H-SiC外延生長(zhǎng)的研究成果。 盡管4H-SiC在下一代能源器件和高溫器件材料發(fā)揮著重要作用,但生長(zhǎng)過(guò)程中容易混入不同構(gòu)型的SiC晶體,導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)呈多型體,易引入對(duì)器件性能不利的基面位錯(cuò),難以實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的晶體外延生長(zhǎng)。
一般認(rèn)為,沿臺(tái)階邊緣的優(yōu)先原子擴(kuò)散是描述臺(tái)階流生長(zhǎng)模式的一個(gè)重要組成部分。在不了解4H-SiC生長(zhǎng)機(jī)理的性質(zhì)和形成的情況下,研究基于第一性原理模構(gòu)建表面單結(jié)構(gòu)模型,以Si,C原子和SixCy團(tuán)簇為基本吸附基元,從原子尺度上研究表面臺(tái)階與吸附體結(jié)合的能量差異,微觀上了解表面吸附生長(zhǎng)規(guī)律,如圖所示。通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果的分析,表征吸附基元的不同遷移行為,通過(guò)適當(dāng)控制和選擇生長(zhǎng)過(guò)程中的單體,抑制缺陷進(jìn)而促進(jìn)高質(zhì)量單晶型4H-SiC外延生長(zhǎng)。
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